- Xe
-
Ксенон / Xenon (Xe) Атомный номер 54 Внешний вид простого вещества инертный газ без цвета, вкуса и запаха Свойства атома Атомная масса
(молярная масса)131,29 а. е. м. (г/моль) Радиус атома n/a пм Энергия ионизации
(первый электрон)1 170,0 (12,13) кДж/моль (эВ) Электронная конфигурация [Kr] 4d10 5s2 5p6 Химические свойства Ковалентный радиус 131 пм Радиус иона n/a пм Электроотрицательность
(по Полингу)2,6 Электродный потенциал 0 Степени окисления 0, +1, +2, +4, +6, +8 Термодинамические свойства простого вещества Плотность 3,52 (при -109°C) г/см³ Удельная теплоёмкость 0,158 Дж/(K·моль) Теплопроводность 0,0057 Вт/(м·K) Температура плавления 161,3 K Теплота плавления 2.27 кДж/моль Температура кипения 166,1 K Теплота испарения 12,65 кДж/моль Молярный объём 42,9 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки кубическая
гранецентрированаяПериод решётки 6,200 Å Отношение c/a n/a Температура Дебая n/a K Xe 54 131,29 5s²5p6 Ксенон Содержание
История открытия
Открыт в 1898 году английскими учеными У. Рамзаем и У. Рэлей как небольшая примесь к криптону (отсюда и название: по-гречески ксенос-чуждый, необычный).
Нахождение в природе
Ксенон находится в земной атмосфере в крайне незначительных количествах, 0.087±0.001 миллионной доли (μL/L), а также встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные виды ксенона, например, 133Xe и 135Xe, получаются как результат нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.
Ксенон относительно редок в атмосфере Солнца, на Земле, в составе астероидов и комет. Концентрация ксенона в атмосфере Марса аналогична земной: 0.08 миллионной доли[1] , хотя содержание 129Xe на Марсе выше, чем на Земле или Солнце. Поскольку данный изотоп образуется в процессе радиоактивного распада, полученные данные могут свидетельствовать о потере Марсом первичной атмосферы, возможно, в течение первых 100 миллионов лет после формирования планеты. .[2][3] У Юпитера, напротив, необычно высокая концентрация ксенона в атмосфере – почти в два раза выше, чем у Солнца.[4]
Происхождение названия
От греческого «ξένος» — чужой (открыт как примесь).
Получение
Ксенон получают как побочный продукт производства жидкого кислорода на металлургических предприятиях.
В промышленности ксенон получают как побочный продукт разделения воздуха на кислород и азот. После такого разделения, которое обычно проводится методом ректификации, получившийся жидкий кислород содержит небольшие количества криптона и ксенона. Дальнейшая ректификация обогащает жидкий кислород до содержания 0.1–0.2% криптоноксеноновой смеси, которая отделяется адсорбированием на силикагель или дистилляцией. В заключение, ксеноно-криптоновый концентрат может быть разделен дистилляцией на криптон и ксенон.
Из-за своей малой распространенности, ксенон гораздо дороже более легких инертных газов.
Физические свойства
Температура плавления -112°С,температура кипения -108°С,свечение в разряде фиолетовым цветом.
Химические свойства
Первый «инертный газ», для которого были получены настоящие химические соединения.
Применение
Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев:
- Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания).
- Радиоактивные изотопы (127Xe, 133Xe, 137Xe, и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках.
- Фториды ксенона используют для пассивации металлов.
- Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных (главным образом — ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов.
- С конца XX века ксенон стал применяться как средство для общего наркоза (достаточно дорогой, но абсолютно нетоксичный, точнее — не вызывает химических последствий — как инертный газ). Первые диссертации о технике ксенонового наркоза в России — 1993 г., в качестве лечебного наркоза эффективно применяется для снятия острых абстинентных состояний (Абстинентный синдром) и лечения наркомании, а также психических и соматических расстройств.
- Жидкий ксенон иногда используется как рабочая среда лазеров.
- Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива, а так же в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.
- В изотопе ксенон-129 возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния называемого гиперполяризацией.
Физиологическое действие
- Газ ксенон безвреден, но способен вызвать наркоз (по физическому механизму), а в больших концентрациях (более 80 %) вызывает асфиксию.
- Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м³.
Примечания
- ↑ Williams, David R. Mars Fact Sheet. NASA (September 1, 2004). Проверено 10 октября 2007.
- ↑ Schilling, James Why is the Martian atmosphere so thin and mainly carbon dioxide?. Mars Global Circulation Model Group. Проверено 10 октября 2007.
- ↑ Zahnle, Kevin J. (1993). "Xenological constraints on the impact erosion of the early Martian atmosphere". Journal of Geophysical Research 98 (E6): 10,899–10,913. DOI:10.1029/92JE02941. Проверено 2007-10-10.
- ↑ Mahaffy, P. R.; Niemann, H. B.; Alpert, A.; Atreya, S. K.; Demick, J.; Donahue, T. M.; Harpold, D. N.; Owen, T. C. (2000). "Noble gas abundance and isotope ratios in the atmosphere of Jupiter from the Galileo Probe Mass Spectrometer". Journal of Geophysical Research 105 (E6): 15061–15072. DOI:10.1029/1999JE001224. Проверено 2007-10-01.
Ссылки
^ Williams, David R. (September 1, 2004). "Mars Fact Sheet". NASA. Retrieved on 2007-10-10.
Wikimedia Foundation. 2010.